|
Rješenje
Oko je približno kugla promjera 2.5 cm. Osnovni
zadatak mu je da stvori realnu sliku predmeta na mrežnici, što znači da se
fokusiranje svjetlosti mora zbiti na udaljenosti nešto manjoj od promjera oka
(oko 2 cm). Slika dalekog predmeta pada u žarište leće, pa je dobra procjena za
žarišnu daljinu oka f = 2 cm. Jakost oka, kao leće, stoga je približno
jednaka i = 1/f = 1/0.02 m = 50 dioptrija. Oko to postiže
pomoću rožnice i leće. Rožnica je dio kugle radijusa 7.5 mm ispunjen tekućinom
indeksa loma n=1.34. Svjetlost se lomi na prijelazu između zraka, indeksa loma n
= 1, i rožnice. Jakost leće rožnice iznosi oko 35 dioptrija, što znači da
rožnica obavi većinu posla fokusiranja. Ostatak fokusiranja i fino podešavanje oštrine slike
obavi leća. Leća je posebna struktura promjenjivog oblika (time i jakosti) i nešto većeg indeksa
loma n = 1.44. Unutrašnjost oka je staklaste strukture, ali jednakog
indeksa loma kao i rožnica, pa se svjetlost na svom putu dalje prema mrežnici
više ne lomi. Stavimo li rožnicu u kontakt s vodom, koja ima gotovo jednaki
indeks loma (n = 1.33) kao i rožnica, na kontaktnoj plohi svjetlost se
više ne lomi, pa rožnica potpuno gubi svojstvo sabiranja svjetlosti. Sabirati
još može jedino leća, ali ni sa svojom najvećom jakošću od oko 20 dioptrija, ne
može nam dati jasnu sliku.
Maska stvara sloj zraka između
rožnice i vode. Taj
se sloj ponaša kao konvergentna leća i
omogućuje stvaranje oštre slike na mrežnici. Zanimljivo je da ova leća, iako
je udubljena
(plankonkavna, vidi sl. 6), sabire svjetlost jer je njen indeks loma manji od indeksa loma okoline. Na
kraju, ostaje
pitanje kako onda vide ribe? Kod njih je leća građena u obliku kugle i većeg je
indeksa loma, n=1.65. To omogućuje bolje sabiranje svjetlosti i oštar
vid ribama u vodi. Kažimo i to da njihova leća ima fiksnu žarišnu daljinu
te da sliku izoštravaju pomicanjem leće naprijed nazad u očnoj šupljini,
kao u fotografskom aparatu.
|
|
|
Slika 1. Građa oka
|
|
Slika 2. Naveći dio fokusiranja
obavi rožnica
|
|
|
|
Slika 3. Dodatno fokusiranje i fino
podešavanje oštrine slike obavlja leća
|
|
Slika 4. Zbog gotovo istog indeksa
loma vode i rožnice, u vodi rožnica ne fokusira svjetlost
|
|
|
|
Slika 5. U vodi fokusira samo leća,
što je nedovoljno za stvaranje oštre slike
|
|
Slika 6. Maska stvara sloj zraka
između rožnice i vode. Taj se
sloj ponaša kao konvergentna leća i
omogućuje stvaranje oštre slike na mrežnici.
|
|
|